木质纤维素水解液糖酸分离系统的研究

摘要
离子交换树脂应用在燃料乙醇水解糖酸液分离工艺中有着广阔的应用前景，对解决工业上以石灰石中和水解液的方法所造成的硫酸无法回收再利用，污染环境，乙醇产率低的等问题具有极其重要的意义。

本文以离子排斥色谱法为理论研究依据，针对高浓度的糖酸液分离进行了系统的试验和理论研究，为工业中树脂的筛选和动力学研究提供基础数据。

在离子排斥色谱法分离糖酸的基础上，采用静态吸附的方法比较了五种国产工业树脂对糖溶液的吸附能力，初步筛选出001x4和syno 7两种型号的树脂，做为木质纤维素水解糖酸液的分离工艺所需的离子交换树脂。

并分析了不同温度、pH值、吸附时间、糖浓度等各因素对吸附效果的影响。

结果表明：恒温水浴连续震荡12小时，在pH=3．0，T=323K，初始浓度为10％(质量分数)时，001x4树脂对糖酸液中糖的吸附性能达到最好，静态吸附量为304．61 mg／g，吸附率达到29．30％。

通过对糖吸附动力学和热力学研究表明，001x4树脂对糖的吸附动力学可用拟二级动力学方程描述。

设计了树脂动态吸附分离实验装置，在进料糖浓度为10％、柱高60cm，分离温度27℃、吸附液流量1.0—1.2ml／min条件下，测定了木质纤维素水解糖酸液的吸附操作穿透曲线。

实验结果表明新柱和再生柱的穿透曲线基本一致，符合树脂对糖液和酸液的吸附一分离机理。

证明树脂对混合糖酸液具有很好的分离能力，且再生后的树脂柱也具有良好的吸附一脱附性能。

关键词：燃料乙醇，酸值，离子交换树脂，静态吸附，穿透曲线
ABSTRACT
Ion exchange resins used in fuel ethanol acid hydrolysis of sugar separation process has broad application prospects，it has great importance forth commonly way in the industry Use limestone to neutral izatehydrolysis，which meanly caused no sulfuric acid recycling，pollution of the environment，low ethanol production rate，and SO on．this paper based on ion exclusion chromatography, did a system Experimental and Theoretical Study for the acid separation with high concentrations，hydrolysis of cellulose，provide the basic data for the adsorption kinetics with industrial resin．based on the method of ion exclusion chromatographic to separate sugar and acid，through study on static adsorption tests，The adsorption capacity of sugar solution between five kinds of domestic industrial resin Was examined，The 001 x4 and syno7 resins were chosen using static adsorption，to separate the sugar solution in the acid hydrolysis of cellulose process．Influences of temperature，pH value，adsorption time and the concentration on sugar adsorption efficiency in the hydrolysis was
also be Analyzed．The result
syndicated that the highest adsorption capacity of 00 1 x4 resin sugar solution call reach 304
.61 mg／g at pH=3.0，T=323K，the initial sugar concentration of 10％(by mass)．According to the adsorption kinetics and thermodynamics of sugar solution，the adsorption kinetics equation of 00 1 x4 on sugar solution was available to the second order kinetic equation，Proved that the choose resin have good adsorption capacity．Independent designed the dynamic adsorption device for separation．According to the dynamic column experiments，001 x4 resin performed stronger adsorption prosperity．Its optimum adsorption conditions were determined that flux was 1.0～1.2ml／min，Feed concentration was l0％(by mass)，and temperature was at 300K．the breakthrough curve of was measured．meanwhile，the experiment results show that the breakthrough curve of new column and Regeneration column are the same．Fit the resin adsorption separation mechanism of the sugar and acid．Not only il lustrates the resin has good separation ability on acid hydrolysis of cellulose，while regenerated resin also has good adsorption—desorption properties．
Key Words：Fuel ethanol,Acidity, ion—exchange resin,Static adsorption,Breakthrough curve
目录
绪论 (1)
1、研究目的 (1)
2、设计背景 (1)
3、作用及意义 (1)
1、文献综述 (1)
1.1生物质及转化技术的发展 (2)
1.1.1生物质的发展 (2)
1.1.2生物质资源的特点 (2)
1.1.3生物质转化技术发展现状 (2)
1．2 燃料乙醇 (4)
1．2．1 燃料乙醇产品 (4)
1．2．2燃料乙醇的生产现状 (4)
1．4 燃料乙醇制备中纤维素水解方法 (8)
1．4．1 酶水解法 (8)
1．4．2 酸水解法 (8)
1．5 糖酸分离系统的研究 (9)
1．5．1 中和及蒸馏法 (10)
1．5．2 溶剂萃取法 (10)
1．5．3 双极性膜电渗析法 (11)
1．5．4 离子排斥色谱法 (12)
1．6 离子交换树脂及其应用 (12)
1．6．1 离子交换树脂及分离原理 (12)
1．6．2 离子排斥色谱法分离机理 (13)
1.6.3 离子排斥色谱法分离糖酸液的国内外研究状况 (14)
1.7课题的创新之处及意义 (15)
1.7.1课题的创新之处 (15)
1.7.2课题的意义 (15)
2、实验部分 (16)
2.1 实验材料及试剂 (16)
2.2 实验仪器 (17)
2.3 实验方法 (18)
2.3.1 实验分析方法 (18)
2．3．2实验内容 (20)
2．4本章小结 (24)
3、阳离子交换树脂对水解液中糖液的吸附性能研究 (24)
3．1现状 (25)
3．2结果与讨论 (25)
3．2．1树脂的筛选 (25)
3．2．2温度对树脂吸附性能的影响 (25)
3．2．3酸度对树脂吸附性能的影响 (27)
3．2．4糖浓度对树脂吸附性能的影响 (28)
3．2．5糖吸附动力学 (29)
4、固定床动态吸附工艺及特性的研究 (32)
4．1树脂材料的发展 (32)
4．2树脂空隙率的测定 (32)
4．3树脂的动态实验 (32)
4．4结果与讨论 (33)
4．4．1树脂空隙率的测定 (33)
4．4．2动态吸附实验 (34)
4．2．1进料浓度和进料量的确定 (34)
4．2．2流速的确定 (34)
4．4．3动态吸附糖酸分离 (35)
4．4．4树脂再生 (38)
结论 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
绪论
1、研究目的
（1）此次设计研究，是完成钠离子交换器PLC控制设计，是依据原有的手动控制交换器进行的改造设计。

使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的灵活运用。

（2）培养学生综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。

（3）培养学生的设计计算、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等实践能力以及维稳资料的阅读和翻译的基本技能，使学生初步掌握科学研究的基本方法。

(4)使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。

（5）是学生获得从事科研工作的初步训练、培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其培养学生独立获取新知识的能力。

（6）培养学生对PLC进行实际应用的能力。

2、设计背景
随着工业化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，使人类赖以生存的水源日益受到污染。

人们生活水平不断的提高和健康条件的改善，对饮用水水质的要求越来越高。

传统的混凝、沉淀、过滤和消毒处理工艺已很难满足日益严格的水质要求。

各种水处理技术相继涌现。

目前世界上水处理技术应用遍及化工、石油与石油化工、电子、纺织、冶金、环保、生物、医疗、轻工、核技术等领域，特别是近年来膜分离技术在水处理领域的规模应用，为我们展示了一个美好的前景。

除铁锰技术以及那离子交换技术作为前期水处理技术，显得尤为重要，在生产中，提高前期的水处理技术含量以及工作效率对于日常生活以及生产的意义显而易见。

3、作用及意义
改造后的那离子交换装置具有占地小、能耗低、出水水质优、处理效果好、对环境影响小等特点，是解决当代能源、资源和环境问题的新技术；提高了控制的精度以及控制的效率。

是二十世纪水处理领域的优选技术。

1、文献综述
1.1生物质及转化技术的发展
1.1.1生物质的发展
生物质是自然界中有生命的、可以生长的各种有机物质，主要包括动植物和微生物。

生物质能是由太阳能转化而来的以化学能形式储藏在生物质中的能量。

生物质的基本来源是绿色植物通过植物光合作用把水和二氧化碳转化成为碳水化合物而形成的。

生物质是地球上最大的可再生资源，与传统的矿物质燃料相比，生物质资源具有明显的优点，即可再生性和无污染性。

随着资源和环境问题的突出以及生物质资源利用技术的F1趋成熟，生物质资源作为能源和化工原料的作用越来越重要，最终必将成为社会长期持续发展的基本支柱之一。

它的利用对人类社会的可持续发展有着巨大的影响。

随着环境问题的R趋严重，开发洁净的可再生能源已成为紧迫的问题。

1.1.2生物质资源的特点
生物质由C，H，O，N，S，P等化学元素组成，被称为即时利用的绿色煤炭。

它的优点如下。

(1)生物质资源分布十分广泛，远比石油丰富，可以不断再生，生物质能是地球上最普通的一种可再生能源。

(2)使用燃料乙醇、液态氢等生物质燃料应用于城市内燃机车辆，有利于保护环境。

生物质含硫和含氮量均比较低，而且灰分份额也很小，燃烧后污染物排放量比化石燃料要小很多，因此生物质燃料的应用不会像化石燃料一样引起和加剧温室效应。

(3)开发生物质能源，可以促进经济发展，创造更多的就业机会，具有经济与社会的双重效益。

生物质的开发与利用，可以促进经济的发展和人民生活的改善，同时还具有向农村提供就业的潜力。

(4)生物质燃料的进一步开发，使得贫瘠的或被侵蚀的土地都得以充分利用，种植能源作物或植被可以改善土壤，改善生态环境，提高土地的利用程度。

生物质资源的众多特点决定了它在维持人类社会持续发展中具有不可替代的重要作用，但是作为燃料和化工原料资源，生物质资源也有不足之处，尽管产量巨大，但是分布十分分散；而且产量受季节和气候等条件影响很大；生物质的体积大，能量密度低，不利于运输；有些含水易腐，储藏困难等口1。

目前研究较多的是生物质转化为燃料乙醇、生物柴油、有机酸等能源和基本有机化工产品。

生物质转化过程包括两个步骤：①生物质在一定条件下水解产生糖类物质：②糖类物质通过发酵过程转化为燃料乙醇、有机酸、氢气等产品。

因此，生物质无论是转化为能源还是转化为基本有机化工产品的过程中都必需经过水解成糖类物质的关键技术口一。

1.1.3生物质转化技术发展现状
图1-1 生物质能转换技术主要类型
生物质技术的发展已有悠久的历史，但是以前由于时代和技术的限制，生物质转化利用上一直存在着使用方式简单，利用率低等问题，如利用其燃烧而获取能源啪。

随着技术的发展，生物质转化技术不断改进，也使其转化利用率逐步提高，在现代化工业中，锅炉燃烧采用现代化锅炉技术，不仅效率高而且可实现工业化生产。

我国生物质的成型技术得到了一定发展，浙江大学、辽宁省能源研究所、西北农业大学等10余所高校、科研院所均研究和开发出生物质成型燃料技术和设备口41。

目前生物质利用研究开始迅速发展起来，先后开发了生物质气化、生物质液化、生物质发酵等技术，并取得一定的成果。

生物质气化技术是目前生物质能源化利用技术研究的热门方向，中国科学院广州能源研究所在循环流化床气化发电发面取得了一系列进展，已经建设并运行了多套气化发电系统；西安交通大学着重于生物质超临界催化气化制氢方面的基础研究；中国林业科学院林产化学工业研究所在生物质流态化气化技术，内循环锥形
流化床富氧气化技术方面取得了成
果饰。

生物质裂解液化技术被认为是目前最具有潜力的生物质利用技术之一，这项技术在美国、加拿大、意大利、瑞士、英国、荷兰等国的研究开发居世界领先地位，已研究出常规、快速、真空、闪速、流化床、固定床等十几种热解装置及相应的技术，有相当一部分已经达到商业化阶段。

生物化学转化技术是利用生物活性使生物质发生化学变化，获取二次能源的方法，所利用的生物一般是微生物。

最熟知的是厌氧发酵，如比较成熟的沼气发酵技术。

另一种是指微生物降解木质纤维素以及将葡萄糖、果糖、蔗糖等分解生成乙醇，加拿大、美国、巴西、印度等国家在这方面都作了大量的研究并进行商业应用。

在石化能源相对匮乏的今天，研究、开发和利用生物质，使之高值化正引起世界各国的高度重视，成为世界高技术研究和产业化竞争最为激烈的领域之一8‰。

1．2 燃料乙醇
1．2．1 燃料乙醇产品
乙醇又称酒精，以其高辛烷值、抗爆性好而成为目前应用最广泛的生物燃料，也是较为理想的汽油替代品，中华人民共和国国家标准《变性燃料乙醇》(GBl8350．2001)和《车用乙醇汽油》(GB 18351．2001)规定，燃料乙醇(fuel ethan01)是未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。

变性燃料乙醇(denatured fuel ethan01)是加入变性剂后不适于饮用的燃料乙醇。

变性剂(denaturant)是添加到燃料乙醇中使其不能饮用，而适于作为车用点燃式内燃机燃料的无铅汽油。

巴西国家标准规定，燃料乙醇的pH值为6-8，基本上呈中性，腐蚀性很小。

20％乙醇汽油含水量不能超过1％，美国规定10％乙醇汽油水含量不能超过0.4％。

目前乙醇主要作为汽油机的代用燃料，可以替代部分或全部汽油用于汽车发动机。

燃
料乙醇的使用主要有两种方法，第一种是以乙醇为汽油的“含氧添加剂"，第二种使用方法是用无水乙醇部分或是完全替代汽油作为内燃机燃料口71。

1．2．2燃料乙醇的生产现状
早在20世纪30年代，燃料乙醇就被开发作为车用燃料。

20世纪70年代的两次石油危机促使巴西和美国率先推行燃料乙醇发展计划，加拿大、法国、西班牙和瑞典随之效仿，形成了一定规模的生产和应用市场。

随着能源需求的日益增长和石油供应紧张矛盾加剧，以及全球环境压力的不断加大，燃料乙醇以其清洁、环保和可再生性得到世界各国的普遍关注。

尤其是近年原油价格高位运行，不仅美欧发达国家采取一系列政策措施鼎立支持燃料乙醇发展，一些发展中国家也纷纷提出燃料乙醇的发展目标。

目前，一些具有农业资源优势的国家，如英国、荷兰、德国、奥地利、印度、菲律宾、南非等国政府都制定了规划，积极发展燃料乙醇工业并推广应用于运输业。

世界燃料乙醇产业正进入快速发展的新时期嘲。

（1）燃料乙醇在美国的发展状况
美国是世界上开发利用燃料乙醇较早的国家之一，燃料乙醇的生产有近百年的历史。

目前美国在该领域的发展已经超越巴西，成为世界最大燃料乙醇生产国，未来十年消费量将增加五倍多嗍。

1908年美国人HenryFord设计并制造了世界上第一台使用燃料乙醇的汽车。

1930年，美国内布拉斯加州首次使用燃料乙醇与汽油混合燃料，1978年布内拉斯加州大规模使用含10％燃料乙醇的混合汽油。

1979年，美国没了减少对进口石化燃料的依赖，开始着力寻找替代能源，制定并实施了燃料乙醇计划，对项目生产实施各种补贴，并加大了财政支持力度，自2001年以来，美国对燃料乙醇和生物柴油生产一直实行税收补贴政策，该政策规定，每生产一加仑乙醇，可以获得5l美分的补贴，对小企业生产的生物燃料产品每加仑再额外增加10美分补贴。

2005年美国政府再次将混合生物燃料的税收优惠政策延长到2008年。

美国燃料乙醇的产量因此迅速增加。

2004年至2006年，
美国燃料乙醇产量平均增长20．2％，2007年预计产量约为246亿升，同比增长33．8％。

至2008年美国正在运行的乙醇厂有124个，新建76个，扩建7个，产能达至245．2亿升。

目前，美国对降解纤维素、半纤维素废料生产燃料酒精方面的研究进展很快，已形成由能源部、农业部和环保局共同负责，并由相关研究所承担有关研究项目的研发体系。

主要研究机构为：国家再生能源实验室、农业部农业研究局的研究中心、普渡大学、佛罗里达大学、美国加州大学劳伦斯伯克莱实验室、美国阿肯色大学生物量研究中心、美国宾夕法尼亚大学等n町。

美国联邦政府每年投入巨额资金保证研究的进行。

国际上较大的生物质燃料乙醇的项目有Novozymes公司与美国国家再生能源实验室开发的NREL过程，加拿大的Iogen过程印度的LiT Delhi过程等，Iogen公司是加拿大工业纤维素酶与半纤维素酶的主要生产商，2003年建造了40NE／天的纤维素制品燃料乙醇的装置．此后，Iogen公司与加拿大石油公司合作投产了世界上最大的以纤维废料为原料生产燃料乙醇的工业装置，预计采用新技术后生产费用0．24美元／升。

（2）燃料乙醇在巴西的发展状况
巴西是世界上唯一不供应纯汽油的国家。

该国的燃料乙醇最具有竞争优势，为世晁最大燃料乙醇出口国。

受两次石油危机的影响，巴西政府从能源安全、经济发展、保护农民利益和环境保护出发，1975年开始强力实行“国家燃料乙醇计划，此后不断扩大燃料乙醇生产目标，并相继出台全国推广使用燃料乙醇的强制性法规和鼓励生产和使用的优惠政策。

1977年将20％乙醇和汽油混合燃料推向市场，1979年推出灵活燃料汽车和纯乙醇燃料。

20世纪80年代，巴西又将配比提高到22％。

2005年乙醇产量达至1700万吨，是有替代率已经接近40％，至2006年底，灵活燃料车已占巴西新车销售的90％。

巴西燃料乙醇成功替代了40％的汽油需求，在2006年首次实现了车用燃料的供需平衡。

该国种植的甘蔗基本上有65％用于乙醇生产，有300多家酒精厂，其中的200多家是联合产糖的。

计
划至2009年将甘蔗的产量再提高40％，在现有324个以甘蔗为原料的乙醇生产厂的前提下，再建80个新厂，到2025年乙醇产量将达到7200万吨，远景为3
.2亿吨。

目前，巴西汽油中混合乙醇的比例在世界上是最高的。

由于生产成本的进一步降低，政府放开了对燃料酒精价格的管制，在巴西的加油站里含水酒精的售价已经降为汽油的60％—70％，国内已经形成了完整的燃料乙醇供应系统，并在全球率先实现了酒精相对于汽油的经济竞争力。

（3）燃料乙醇在欧洲及亚洲国家的发展状况
欧洲燃料乙醇工业起步较晚，而且发展速度也不是很快，2000年欧洲可再生能源会议的白皮书《将来的能源：可再生能源》确定了欧盟的可再生能源策略和行动计划，该计划大部分归属于整个生物燃料的发展规划，他们计划将可再生能源在能源总产中的比例由现在的6％提高20l0年的12％。

法国、德国、意大利、瑞典、爱尔兰、比利时、希腊、西班牙等国家对包括燃料乙醇在内的可再生能源向理财区减免税政策。

目前，欧洲一些国家生物质能源消费已占其总能源需求中相当高的比例，如芬兰为20.4％，瑞典为16.5％，瑞典在北部新建立了一个ETEK公司，该公司设计全套工业化设备，总投资1600万欧元，生产能力是每天处理2吨干生物质材料，生产400—500L 酒精，利用水解纤维素和半纤维素，采用稀硫酸或二氧化硫做催化剂在2002下进行水解，生成葡萄糖、木糖生产乙醇刃。

1992年欧洲的生物质燃油产量仅有8万吨，2003年生物燃油产量超过200万吨，比2002年增长了26％。

欧盟各国乙醇年产量在175万吨左右，乙醇汽油的年使用量大约100万吨，预计至2010年要达到l 100万吨。

日本从1983年开始实施燃料乙醇开发计划，20世纪年代以来，日本通产省化学技术研究所，高崎原子能所，大阪工业技术试验所，协和发酵工业，日立制作所，京都大学大木材等均在多方面进行生物质能源的开发研究，并以建立由纤维素生产乙醇综合工厂。

据估算，日本对燃料乙醇的需求大约是每年600万升。

由于用进口原油生产的价格低廉的汽油在国内供应相对充足，日本目前还没有开始大规模使用燃料乙醇。

泰国、印度等国家也开始纷纷制定可再生能源发展计划。

2001年泰国成立酒精委员会，主要提供信息和政策指导方针并向政府提出计划建议。

建立了酒精政府框架，成为亚洲第一个由政府开展的全国生物燃料项目的国家。

2003年泰国总产甘蔗100万吨，燃料乙醇的生产水平是每吨甘蔗产乙醇70升，到2007年在全国实现乙醇添加量10％。

印度在2002年成立了国家生物燃料领导小组，实施了绿色能源工程，据2002年的统计资料显示，在印度的马哈拉施特拉和阿塔普拉德地区的329个加油站共售出1200万升的变性乙醇燃料。

（4）燃料乙醇在我国的发展状况
国内生物质燃料乙醇的项目也在快速发展，目前我国有一些科研机构、大学和企业在这方面也开始了研发工作，取得了很好的进展。

由浙江大学主持的“利用农业纤维废弃物替代粮食生产酒精"的项目已经在河北完成中试并正式投入工业化生产，该项目采用玉米芯为原料产乙醇率为22.2％(W／W)[14]o南京林业大学将化学工程学院建立了玉米秸秆间歇蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解和戊糖己糖同步发酵技术知趣纤维乙醇的中间试验装置。

还原糖利用率和乙醇得率分别为87.17％和0.439乙醇／g消耗的糖引。

北京化工大学生命科学与技术学院谭天伟等以试验室的酵母细胞固定化技术进行了纯糖高浓度乙醇发酵的研究，在初始糖浓度2009／1的发酵培养基中，发酵周期为游离细胞的1／2，乙醇的生成速率[2妊1]16.689／L．hn引。

哈尔滨工业大学王振宇等超低温微体化处理白桦木质纤维素的糖化工艺探索性研究，糖化率达N31
.78％。

中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，在过去的十几年中，一直致力于纤维素转化的研究。

在固态发酵技术产业化和秸秆组分分离及其生物两全利用方面进行了卓有成效的研究工作引，在国外首次实现了固态发酵纯培养产业化和大规模秸秆汽爆生物量全利用。

截止2002年，我国产量万吨以上能常年正常生产的酒精企业共有52家左右，年产量超过3万吨的有16家，超过4万吨的14家，超过5万吨的7家。

2002年6月在河南省的郑州、洛阳、南阳和黑龙江省的哈尔滨、肇东5个城市进行车用乙醇汽油使用试点。

2003年改造和建成了年生产能力为102万吨的4个大型燃料酒精生产项目：吉林燃料乙醇有限责任公司30万吨／年(一期)、河南天冠集团30万吨／年、安徽丰原生物化学股份有限公司32万吨／年和黑龙江华润酒精有限公司l0万吨／年。

2005年底吉林燃料乙醇有限责任公司60万吨／年的工程建设将全部完工，届时我国燃料酒精的生产能力将达至1132万吨／年，而这些试点地区要基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油，E10使用总量将达至l0000万吨以上，约占全国汽油消费量的四分之一。

目前在山东泽生生物科技有限公司建立了年产3000吨秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程，秸秆酶解发酵乙醇示范工程实现了生物质利用的系统集成，其中包括5m3汽爆系统，100m3纤维素酶固态系统和110m3秸秆固相酶解同步发酵一吸附一分离三重祸合反应装置，以及配套设备等。

该项目的试验成功也为秸秆酶解发酵万吨乙醇工业生产提供了工业规模放大参数。

另外诺维信(中国)投资有限公司和中国粮油食品有限公司也在共同开发利用玉米秸秆生产燃料乙醇的工产工艺，目前在黑龙江肇东市建立纤维素酒精的中试工厂
表1-1秸秆预处理方法
1．3 纤维素秸秆的预处理
玉米秸秆预处理的方法很多，主要是物理预处理法、化学预处理法和氨化汽爆法。

对秸秆进行物理预处理的主要目的是使纤维素粉化和软化，物理预处理主要包括机械粉碎和蒸汽爆碎法。

机械粉碎主要分为汽爆、高能辐射、微波处理和冷冻处理；蒸汽爆碎法主要是指，玉米秸秆经过除杂清洗，用切割机切成1.5cm的长段，水浸40min，送至间歇蒸汽爆破器的料仓，用蒸汽加热至200—240℃，维持30s—20min，高温高压下使木质素软化，然后迅速使原料减压，造成纤维素晶体和纤维素的粉碎、木质素和纤维素的分离。

化学与处理法主要包括湿氧化法、臭氧法、酸水解法和碱处理法。

1．4 燃料乙醇制备中纤维素水解方法
在有木质纤维素制备燃料乙醇的工艺过程中，由于生物质结构比较稳定，木质纤维素的主要有机成分包括纤维素、半纤维素和木质素三部分，在通常条件下很难水解，只有在催化剂存在的情况下才能很快水解成糖类物质。

常用的催化剂是无机酸和纤维素酶，由。